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【題目】如圖1所示,兩平行長直光滑金屬導軌水平放置,間距為L,左端連接一個電容為C的電容器,導軌處在磁感應強度大小為B、方向垂直導軌平面向上的勻強磁場中。質量為m的金屬棒垂直導軌放置,某時刻金屬棒獲得一個水平向右的初速度v0,之后金屬棒運動的vt圖象如圖2所示。不考慮導軌的電阻。

(1)求金屬棒勻速運動時的速度v1;

(2)求金屬棒勻速運動時電容器的電荷量q;

(3)已知金屬棒從開始到勻速運動的過程中,產生的焦耳熱為Q,求電容器充電穩定后儲存的電能E。

【答案】(1) (2)(3)Q

【解析】

(1)金屬棒勻速運動切割磁感線產生的電動勢E=BLv1

電容器的電荷量q=CE

金屬棒從開始到勻速運動的過程中,由動量定理有-BLt0=mv1mv0

電容器的電荷量q=t0

聯立解得v1=

(2)(1)可知q=CE=CBLv1=

(3)0t時間內,金屬棒的速度由v0v1,由能量守恒可得EQ=

解得E=Q

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

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